Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe Ein Projektträger des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft

 

Projektverzeichnis - Details

Verbundvorhaben: Neue Enzyme und Enzymsysteme für den Abbau von Lignocellulose-Komponenten und die nachhaltige Produktion von Feinchemikalien, Teilvorhaben 2: Cellulasen und Hemicellulasen in ionischen Flüssigkeiten

Anschrift
Universität Hamburg - Fakultät für Mathematik, Informatik u. Naturwissenschaften - Fachbereich Biologie - Biozentrum Klein Flottbek und Botanischer Garten
Ohnhorststr. 18
22609 Hamburg
Kontakt
Prof. Dr. Wolfgang R. Streit
Tel: +49 40 42816-463
E-Mail: wolfgang.streit@uni-hamburg.de
FKZ
22017406
Anfang
01.12.2006
Ende
31.05.2010
Ergebnisdarstellung
Während des genannten Projekts wurden Metagenombanken aus verschiedenen, zuvor phylogenetisch charakterisierten, Habitaten mit insgesamt 35.000 Klonen erstellt, die anschließend funktionsbasiert nach cellulolytischen Enzymen durchmustert wurden. So wurden 30 Cellulasen gefunden. Im anschließenden Aktivitätstest in ionischen Flüssigkeiten (ILs) zeigte sich, dass die meisten Enzyme in Gegenwart 30% verschiedener ILs fast keine Aktivität mehr aufwiesen. Einige wenige Enzyme waren jedoch auch nach mehreren Tagen in 60% IL noch fast genauso aktiv wie in Puffer. Diese Enzyme wurden sequenziert, überexprimiert und auf ihre Aktivität unter verschiedenen Konditionen wie pH, Temperatur, ILs, Ethanol, Salzen und Detergenzien untersucht. Darüber hinaus wurde eine Cellulase mit der SeSaM-Methode mutagenisiert, um so in ILs aktiviere und stabilere Varianten zu erzeugen. Die aktivste Mutante war etwa 1,5 mal so aktiv wie die ursprüngliche Cellulase. Außerdem wurden verschiedene Extrakte aus Pilzen auf ihre Aktivität und Stabilität in ILs hin untersucht. Dabei zeigte sich, dass der Extrakt aus Aspergillus spec. der Firma Sigma eine beachtliche IL-Toleranz aufwies.
Aufgabenbeschreibung
Ziel des Vorhabens ist es, neue Cellulasen und Hemicellulasen, die für den Holzaufschluss verwendet werden können, zu isolieren. Dabei ist es von hoher Wichtigkeit, dass diese Cellulasen in Ionischen Flüssigkeiten aktiv sind. Aus diesem Grund werden zunächst metagenomische Cellulasen isoliert, dann charakterisiert und auf eine mögliche Verwertung hin analysiert. Dazu wird auch ein HT-Screening aufgesetzt. In Zusammenarbeit mit dem Industriepartner werden neue ionische Flüssigkeiten synthetisiert, die für unsere Bedingungen am Besten geeignet sind. Mittels biochemischer Methoden können für den Einsatz in Ionischen Flüssigkeiten geeignete Enzyme, optimiert werden. Konstruktion und Durchmusterung von Umweltgenbanken zur Identifizierung neuer Cellulasen. Dazu werden Anreicherungskulturen verwendet und insbesondere Termitendärme als Ausgangsmaterial verwendet. Sobald neue Cellulasen gefunden wurden, werden diese in ionischen Flüssigkeiten charakterisiert und für eine Verwertung vorbereitet.

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